JP7064577B2 - Substrate processing equipment, semiconductor equipment manufacturing methods and programs - Google Patents

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Description

本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラムに関する。 The present disclosure relates to a substrate processing apparatus, a manufacturing method and a program of a semiconductor apparatus.

半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、処理室内に収容された基板上に膜を形成する処理が行われることがある（例えば特許文献１を参照）。このような処理に、一度に複数の基板を処理する縦型の基板処理装置が用いられることがある。 As one step in the manufacturing process of a semiconductor device (device), a process of forming a film on a substrate housed in a processing chamber may be performed (see, for example, Patent Document 1). For such processing, a vertical substrate processing apparatus that processes a plurality of substrates at one time may be used.

特許第６１６３５２４号公報Japanese Patent No. 6163524

しかし、縦型の基板処理装置では、処理室の上部と下部とで、配置された基板に形成された膜の面内均一性が低下したり、異物発生率が高くなったりする場合がある。 However, in the vertical substrate processing apparatus, the in-plane uniformity of the film formed on the arranged substrate may decrease or the foreign matter generation rate may increase in the upper part and the lower part of the processing chamber.

本開示の一目的は、処理室の上部と下部とで、配置された基板に形成された膜の面内均一性を向上させるとともに、異物発生率を低減させ、生産性を向上させる技術を提供することである。 One object of the present disclosure is to provide a technique for improving the in-plane uniformity of the film formed on the arranged substrate at the upper part and the lower part of the processing chamber, reducing the generation rate of foreign matter, and improving the productivity. It is to be.

本開示の一態様によれば、
間隔を空けて配列された複数の基板を収容して処理する処理室と、
基板の配列方向に沿って延在するように配設され、複数の基板が配列される基板配列領域に対応するように開口する複数の原料ガス供給孔を有し、処理室に原料ガスを供給する原料ガスノズルと、
基板の配列方向に沿って延在するように配設され、複数の基板が配列される基板配列領域に対応するように開口する複数の反応ガス供給孔を有し、処理室に反応ガスを供給する反応ガスノズルと、
基板の配列方向に沿って延在するように配設され、１つ以上の不活性ガス供給孔を上部および下部の少なくともいずれかにのみ有し、不活性ガス供給孔は複数の基板のうち上部および下部の少なくともいずれかに配列される１枚以上の基板に対応する位置に開口し、処理室に不活性ガスを供給する不活性ガスノズルと、
を有する技術が提供される。According to one aspect of the present disclosure
A processing room that accommodates and processes multiple substrates arranged at intervals, and
It has a plurality of raw material gas supply holes that are arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrates and open so as to correspond to the substrate arrangement region in which the plurality of substrates are arranged, and supply the raw material gas to the processing chamber. Raw material gas nozzle and
It has a plurality of reaction gas supply holes which are arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrates and open so as to correspond to the substrate arrangement region where the plurality of substrates are arranged, and supply the reaction gas to the processing chamber. Reaction gas nozzle and
Arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrate, it has one or more inert gas supply holes only in at least one of the upper part and the lower part, and the inert gas supply hole is the upper part of the plurality of substrates. And an inert gas nozzle that opens at the position corresponding to one or more substrates arranged in at least one of the lower parts and supplies the inert gas to the processing chamber.
Techniques are provided.

本開示によれば、処理室の上部と下部とで、配置された基板に形成された膜の面内均一性を向上させるとともに、異物発生率を低減させ、生産性を向上させる技術を提供することができる。 According to the present disclosure, there is provided a technique for improving the in-plane uniformity of the film formed on the arranged substrate at the upper part and the lower part of the processing chamber, reducing the generation rate of foreign matter, and improving the productivity. be able to.

図１は、本開示の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vertical processing furnace of a substrate processing apparatus preferably used in one embodiment of the present disclosure, and is a diagram showing a processing furnace portion in a vertical cross-sectional view. 図２は、本開示の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を図１のＡ－Ａ線断面図で示す図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a vertical processing furnace of a substrate processing apparatus preferably used in one embodiment of the present disclosure, and is a diagram showing a processing furnace portion in a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 図３は、本開示の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置のコントローラの概略構成図であり、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a controller of a substrate processing apparatus preferably used in one embodiment of the present disclosure, and is a diagram showing a control system of the controller as a block diagram. 図４は、本開示の一実施形態で好適に用いられる不活性ガス供給ノズルの概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an inert gas supply nozzle preferably used in one embodiment of the present disclosure. 図５は、本開示の一実施形態におけるガス供給のタイミングを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the timing of gas supply in one embodiment of the present disclosure. 図６は、本開示の一実施形態における実験結果であり、１サイクル中のＴＤＭＡＴガスの供給流量（Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ）と、基板上に形成されたＴｉＯ膜の面内膜厚均一性（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）との関係を示す図である。FIG. 6 shows the experimental results in one embodiment of the present disclosure, in which the flow rate of TDMAT gas supplied in one cycle (Flow Rate) and the in-plane thickness uniformity of the TiO film formed on the substrate (Thickness Uniformity). It is a figure which shows the relationship with.

一度に複数の基板を処理する縦型の基板処理装置で、処理室内に載置した基板に処理ガスを供給して膜を形成するとき、複数の処理ガスを互いに混合しないよう交互に処理室に供給する場合がある。その際、複数の処理ガスが混合しないよう、各処理ガスの供給の間に、パージガスを流して、処理室に残留する各処理ガスを除去する場合がある。このとき、基板の配列方向に沿って延在し、基板の配列領域に開口する複数のガス供給孔を有するノズルから処理ガスおよびパージガスを供給する場合がある。処理室の雰囲気は、処理室の周囲に設けられた加熱機構によって加熱される。しかし、処理温度が例えば１５０℃以下等、低温の場合、処理ガスの拡散度合が弱くなる場合がある。処理ガスとパージガスとを、基板の配列領域に開口する複数のガス供給孔を有する同じノズルから供給した場合、処理室の上部と下部とで基板の面内膜厚均一性が低下したり、パーティクル（異物）の発生数が多くなったり（異物発生率が上がったり）することがある。 In a vertical substrate processing device that processes multiple substrates at once, when processing gas is supplied to the substrates placed in the processing chamber to form a film, the processing chambers are alternately placed so that the multiple processing gases are not mixed with each other. May be supplied. At that time, in order to prevent the plurality of processing gases from being mixed, a purge gas may be flown between the supply of each processing gas to remove each processing gas remaining in the processing chamber. At this time, the processing gas and the purge gas may be supplied from a nozzle having a plurality of gas supply holes extending along the arrangement direction of the substrate and opening in the arrangement region of the substrate. The atmosphere of the treatment room is heated by a heating mechanism provided around the treatment room. However, when the processing temperature is low, for example, 150 ° C. or lower, the degree of diffusion of the processing gas may be weakened. When the processing gas and the purge gas are supplied from the same nozzle having a plurality of gas supply holes that open in the array region of the substrate, the in-plane film thickness uniformity of the substrate is lowered at the upper part and the lower part of the processing chamber, or particles are used. The number of (foreign matter) generated may increase (foreign matter generation rate may increase).

原料ガスと反応ガスを用いて基板上に膜を形成する場合、処理室の上部で基板の面内膜厚均一性が低下する理由は、処理室の上部へ供給される原料ガスおよび反応ガスの流速が遅くなるため、原料ガスおよび反応ガスの供給量が少なくなるためと考えられる。処理室の下部で基板の面内膜厚均一性が低下する理由は、処理室の下部へ供給される原料ガスおよび反応ガスの流速が速くなるため、原料ガスおよび反応ガスの供給量が多くなるためと考えられる。また、異物発生率が上がる理由は、処理室の上部と下部とにおけるパージ効率が、処理室の中央部におけるパージ効率より低くなり、ガス抜けが悪くなるからと考えられる。そこで、パージガスの流量を増やし、パージ効率を向上させることが考えられる。しかし、ノズルの上部および下部のみならず、中央部からもパージガスは供給され、処理室の中央部のガス流速に影響を与えてしまうため、処理室の上部と下部のみのガス流速やパージ効率を制御することが難しい。 When a film is formed on a substrate using a raw material gas and a reaction gas, the reason why the in-plane film thickness uniformity of the substrate is lowered at the upper part of the processing chamber is that the raw material gas and the reaction gas supplied to the upper part of the processing chamber are reduced. It is considered that the supply amount of the raw material gas and the reaction gas is reduced because the flow velocity becomes slow. The reason why the in-plane film film uniformity of the substrate is lowered in the lower part of the processing chamber is that the flow rate of the raw material gas and the reaction gas supplied to the lower part of the processing chamber becomes faster, so that the supply amount of the raw material gas and the reaction gas increases. It is thought that this is the reason. Further, it is considered that the reason why the foreign matter generation rate is increased is that the purging efficiency in the upper part and the lower part of the processing chamber is lower than the purging efficiency in the central part of the processing chamber, and the gas release becomes worse. Therefore, it is conceivable to increase the flow rate of the purge gas to improve the purge efficiency. However, the purge gas is supplied not only from the upper and lower parts of the nozzle but also from the central part, which affects the gas flow velocity in the central part of the processing chamber. Difficult to control.

発明者らは、上述のような課題を解決するため鋭意研究を行い、処理ガスを供給するノズルとは別に、上部と下部のみにガス供給孔を有するノズル（パージガス専用ノズル）を設けてパージガスを供給することにより、処理室の上部と下部のみのガス流速やパージ効率を制御することができることを見出した。これにより、処理室の上部と下部とで面内均一性を改善したり制御したりするとともに、異物発生率を低下させることが可能となる。以下で、詳細を説明する。 The inventors have conducted diligent research to solve the above-mentioned problems, and provided a nozzle (purge gas dedicated nozzle) having gas supply holes only in the upper and lower parts separately from the nozzle for supplying the processing gas to supply the purge gas. It has been found that by supplying the gas, it is possible to control the gas flow velocity and the purging efficiency only in the upper part and the lower part of the treatment chamber. This makes it possible to improve and control the in-plane uniformity between the upper part and the lower part of the processing chamber, and to reduce the foreign matter generation rate. The details will be described below.

＜本開示の第１の実施形態＞
以下、本開示の一実施形態について、主に、図１～図４を用いて説明する。<First Embodiment of the present disclosure>
Hereinafter, one embodiment of the present disclosure will be described mainly with reference to FIGS. 1 to 4.

（１）処理炉の構成
処理炉２０２は加熱手段（加熱機構、加熱系）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。(1) Configuration of processing furnace The processing furnace 202 has a heater 207 as a heating means (heating mechanism, heating system). The heater 207 has a cylindrical shape and is vertically installed by being supported by a heater base (not shown) as a holding plate.

ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応容器（処理容器）を構成する反応管２０３が配設されている。反応管２０３は耐熱性材料（例えば石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等）により構成され、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管２０３の下方には、反応管２０３と同心円状に、マニホールド（インレットフランジ）２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス（ＳＵＳ）等の金属により構成され、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９の上端部は、反応管２０３の下端部に係合しており、反応管２０３を支持するように構成されている。マニホールド２０９と反応管２０３との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベースに支持されることにより、反応管２０３は垂直に据え付けられた状態となる。主に、反応管２０３とマニホールド２０９とにより処理容器（反応容器）が構成されている。処理容器の筒中空部には処理室２０１が形成されている。Inside the heater 207, a reaction tube 203 constituting a reaction vessel (processing vessel) is arranged concentrically with the heater 207. The reaction tube 203 is made of a heat-resistant material (for example, quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC)), and is formed in a cylindrical shape in which the upper end is closed and the lower end is open. Below the reaction tube 203, a manifold (inlet flange) 209 is arranged concentrically with the reaction tube 203. The manifold 209 is made of a metal such as stainless steel (SUS), and is formed in a cylindrical shape with open upper and lower ends. The upper end of the manifold 209 is engaged with the lower end of the reaction tube 203 and is configured to support the reaction tube 203. An O-ring 220a as a sealing member is provided between the manifold 209 and the reaction tube 203. When the manifold 209 is supported by the heater base, the reaction tube 203 is in a vertically installed state. A processing container (reaction container) is mainly composed of a reaction tube 203 and a manifold 209. A processing chamber 201 is formed in the hollow portion of the cylinder of the processing container.

処理室２０１は、基板としてのウエハ２００を後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。 The processing chamber 201 is configured to accommodate the wafer 200 as a substrate in a state of being arranged in multiple stages in the vertical direction in a horizontal posture by a boat 217 described later.

処理室２０１内には、ノズル４１０，４２０，４３０がマニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。ノズル４１０，４２０，４３０には、ガス供給ラインとしてのガス供給管３１０，３２０，３３０が、それぞれ接続されている。 Nozzles 410, 420, 430 are provided in the processing chamber 201 so as to penetrate the side wall of the manifold 209. Gas supply pipes 310, 320, 330 as gas supply lines are connected to the nozzles 410, 420, 430, respectively.

ガス供給管３１０，３２０，３３０には上流側から順に流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）５１２，５２２，５３２および開閉弁であるバルブ３１４，３２４，３３４が設けられている。ガス供給管３１０，３２０，３３０のバルブ３１４，３２４，３３４の下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管５１０，５２０，５３０が接続されている。ガス供給管５１０，５２０，５３０には、上流側から順に、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ５１２，５２２，５２３および開閉弁であるバルブ５１４，５２４，５３４が設けられている。 The gas supply pipes 310, 320, and 330 are provided with a mass flow controller (MFC) 512,522,532, which is a flow control unit (flow control unit), and valves 314,324,334, which are on-off valves, in order from the upstream side. .. Gas supply pipes 510, 520, 530 for supplying the inert gas are connected to the downstream side of the valves 314, 324, 334 of the gas supply pipes 310, 320, 330. The gas supply pipes 510, 520, and 530 are provided with MFC 512, 522, 523, which is a flow rate controller (flow control unit), and valves 514, 524, 534, which are on-off valves, in this order from the upstream side.

ノズル４１０，４２０，４３０は、Ｌ字型のロングノズルとして構成されており、その水平部はマニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。ノズル４１０，４２０，４３０の垂直部は、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間に形成される円環状の空間に、反応管２０３の内壁に沿って上方（ウエハ２００の配列方向上方）に向かって立ち上がるように（つまりウエハ配列領域の一端側から他端側に向かって立ち上がるように）設けられている。すなわち、ノズル４１０，４２０，４３０は、ウエハ２００が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うように設けられている。 The nozzles 410, 420, 430 are configured as L-shaped long nozzles, and their horizontal portions are provided so as to penetrate the side wall of the manifold 209. The vertical portions of the nozzles 410, 420, 430 are located in the annular space formed between the inner wall of the reaction tube 203 and the wafer 200, upward along the inner wall of the reaction tube 203 (upper in the arrangement direction of the wafer 200). It is provided so as to stand up toward (that is, stand up from one end side to the other end side of the wafer arrangement region). That is, the nozzles 410, 420, and 430 are provided along the wafer arrangement region in the region horizontally surrounding the wafer arrangement region on the side of the wafer arrangement region in which the wafer 200 is arranged.

ノズル４１０，４２０の側面には、ガスを供給するガス供給孔４１０ａ，４２０ａがウエハ２００の配列方向に沿って、ウエハ２００が配列された基板配列領域に対応するように設けられている。ガス供給孔４１０ａ，４２０ａは反応管２０３の中心を向くように開口している。このガス供給孔４１０ａ，４２０ａは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれ同一の開口面積を有し、さらに同じ開口ピッチで設けられている。ただし、ガス供給孔４１０ａ，４２０ａは上述の形態に限定されない。例えば、反応管２０３の下部から上部に向かって開口面積を徐々に大きくしてもよい。これにより、ガス供給孔４１０ａ，４２０ａから供給されるガスの流量を均一化することが可能となる。 Gas supply holes 410a and 420a for supplying gas are provided on the side surfaces of the nozzles 410 and 420 along the arrangement direction of the wafer 200 so as to correspond to the substrate arrangement region in which the wafer 200 is arranged. The gas supply holes 410a and 420a are opened so as to face the center of the reaction tube 203. A plurality of the gas supply holes 410a and 420a are provided from the lower part to the upper part of the reaction tube 203, each having the same opening area, and further provided at the same opening pitch. However, the gas supply holes 410a and 420a are not limited to the above-mentioned form. For example, the opening area may be gradually increased from the lower part to the upper part of the reaction tube 203. This makes it possible to equalize the flow rate of the gas supplied from the gas supply holes 410a and 420a.

ノズル４３０の側面の上部には、ガスを供給するガス供給孔４３０ａ，ｂがウエハ２００の配列方向に沿って設けられている。ノズル４３０の側面の下部には、ガスを供給するガス供給孔４３０ｃが設けられている。ガス供給孔４３０ａ，ｂ，ｃは反応管２０３の中心を向くように開口している。 Gas supply holes 430a and 430b for supplying gas are provided in the upper part of the side surface of the nozzle 430 along the arrangement direction of the wafer 200. A gas supply hole 430c for supplying gas is provided in the lower portion of the side surface of the nozzle 430. The gas supply holes 430a, b, and c are opened so as to face the center of the reaction tube 203.

ガス供給孔４３０ａは、後述するボート２１７の天板２１５に対応する位置より高い位置であるノズル４３０の側面に１つ以上、開口する。ガス供給孔４３０ｂは、後述するボート２１７の天板２１５に対応する位置より低い位置であるノズル４３０の側面に１つ以上、開口する。少なくとも１つのガス供給孔４３０ｂは、基板配列領域に対応する位置であるノズル４３０の側面に開口する。後述するボート２１７の天板２１５に対応する位置であるノズル４３０の側面には、ガス供給孔が１つも設けられていない。ガス供給孔４３０ｃは、後述する断熱板２１８もしくは後述する断熱筒が設けられる位置に対応する位置であるノズル４３０の側面に１つ以上、開口する。 One or more gas supply holes 430a are opened on the side surface of the nozzle 430, which is a position higher than the position corresponding to the top plate 215 of the boat 217, which will be described later. One or more gas supply holes 430b are opened on the side surface of the nozzle 430, which is a position lower than the position corresponding to the top plate 215 of the boat 217, which will be described later. At least one gas supply hole 430b opens on the side surface of the nozzle 430, which is a position corresponding to the substrate arrangement region. No gas supply hole is provided on the side surface of the nozzle 430, which is a position corresponding to the top plate 215 of the boat 217, which will be described later. One or more gas supply holes 430c are opened on the side surface of the nozzle 430, which is a position corresponding to the position where the heat insulating plate 218 described later or the heat insulating cylinder described later is provided.

ガス供給孔４３０ａ，ｂ，ｃは、複数設けられる場合には、それぞれ同一の開口面積を有してもよいし、異なる開口面積を有してもよい。例えば、下から上に向かって開口面積を徐々に大きくしてもよい。また、ガス供給孔４３０ａ，ｂ，ｃは、複数設けられる場合には、それぞれ、同じ開口ピッチで設けても異なる開口ピッチで設けてもよい。ガス供給孔４３０ａは、好ましくは、ガス供給孔４３０ｂより大きな開口面積を有する。これにより、天板２１５への不活性ガスの供給量が大きくなり、天板への成膜を抑制してメンテナンス周期を改善するとともに、パージ効率を高めることが可能となる。ガス供給孔４３０ｃは、複数設けられる場合であって、ボート２１７に複数の断熱板２１８が支持（配列）されている場合は、断熱板２１８と同数の孔を設けてもよい。これにより、断熱板２１８への成膜をさらに抑制することが可能となる。 When a plurality of gas supply holes 430a, b, and c are provided, they may have the same opening area or different opening areas. For example, the opening area may be gradually increased from the bottom to the top. Further, when a plurality of gas supply holes 430a, b, and c are provided, they may be provided at the same opening pitch or at different opening pitches, respectively. The gas supply hole 430a preferably has a larger opening area than the gas supply hole 430b. As a result, the amount of the inert gas supplied to the top plate 215 becomes large, the film formation on the top plate can be suppressed, the maintenance cycle can be improved, and the purging efficiency can be improved. When a plurality of gas supply holes 430c are provided and a plurality of heat insulating plates 218 are supported (arranged) on the boat 217, the same number of holes as the heat insulating plates 218 may be provided. This makes it possible to further suppress the film formation on the heat insulating plate 218.

ガス供給管３１０からは、処理ガスとして原料ガスが、ＭＦＣ３１２，バルブ３１４，ノズル４１０を介して処理室２０１内に供給される。原料ガスとしては、例えば、チタン（Ｔｉ）を含むチタン含有原料（Ｔｉ含有原料ガス、Ｔｉ含有ガス）としてのテトラキスジメチルアミノチタン（Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、略称：ＴＤＭＡＴ）のガスが用いられる。本明細書において「原料」という言葉を用いた場合は、「液体状態である液体原料」を意味する場合、「気体状態である原料ガス」を意味する場合、または、その両方を意味する場合がある。ガス供給孔４１０ａを原料ガス供給孔と称してもよい。From the gas supply pipe 310, the raw material gas as the processing gas is supplied into the processing chamber 201 via the MFC 312, the valve 314, and the nozzle 410. As the raw material gas, for example, a gas of tetrakisdimethylaminotitanium (Ti [N (CH 3 ) 2 ] 4 , abbreviation: TDMAT) as a titanium-containing raw material (Ti-containing raw material gas, Ti-containing gas) containing titanium (Ti). Is used. When the term "raw material" is used in the present specification, it may mean "liquid raw material in a liquid state", "raw material gas in a gaseous state", or both. be. The gas supply hole 410a may be referred to as a raw material gas supply hole.

ガス供給管３２０からは、処理ガスとして、酸素（Ｏ）を含むＯ含有ガスである反応ガスが、ノズル４２０を介して処理室２０１内に供給される。Ｏ含有ガスとしては、金属元素非含有のＯ含有ガス、例えば、水蒸気（Ｈ２Ｏガス）を用いることができる。ガス供給孔４２０ａを反応ガス供給孔と称してもよい。From the gas supply pipe 320, as a processing gas, a reaction gas which is an O-containing gas containing oxygen (O) is supplied into the processing chamber 201 via the nozzle 420. As the O-containing gas, an O-containing gas containing no metal element, for example, water vapor (H 2 O gas) can be used. The gas supply hole 420a may be referred to as a reaction gas supply hole.

ガス供給管３３０からは、処理ガスとして、パージガスとしての不活性ガスであって例えば窒素（Ｎ２）ガスが、ＭＦＣ３３２、バルブ３３４、ノズル４３０を介して処理室２０１内に供給される。ガス供給孔４３０ａ，ｂ，ｃを不活性ガス供給孔と称してもよい。ノズル４３０は、不活性ガス専用ノズルとして機能する。From the gas supply pipe 330, as the processing gas, for example, nitrogen (N 2 ) gas, which is an inert gas as a purge gas, is supplied into the processing chamber 201 via the MFC 332, the valve 334, and the nozzle 430. The gas supply holes 430a, b, and c may be referred to as the inert gas supply holes. The nozzle 430 functions as a dedicated nozzle for the inert gas.

ガス供給管５１０，５２０，５３０からは、不活性ガスとして、例えば窒素（Ｎ２）ガスが、それぞれＭＦＣ５１２，５２２，５３２、バルブ５１４，５２４，５３４、ノズル４１０，４２０，４３０を介して処理室２０１内に供給される。この不活性ガスはキャリアガス、希釈ガス、パージガス等として作用する。なお、ガス供給管５３０、ＭＦＣ５３２、バルブ５３４は設けなくてもよい。From the gas supply pipes 510, 520, and 530, for example, nitrogen (N 2 ) gas as an inert gas is introduced into the processing chamber via MFC512,522,532, valves 514,524,534, and nozzles 410,420,430, respectively. It is supplied in 201. This inert gas acts as a carrier gas, a diluting gas, a purge gas and the like. The gas supply pipe 530, MFC 532, and valve 534 may not be provided.

処理ガスとしてＴＤＭＡＴやＨ２Ｏのように常温常圧下で液体状態である化合物を用いる場合は、液体状態のＴＤＭＡＴを気化器やバブラ等の気化システムにより気化して、ＴＤＭＡＴガスやＨ２Ｏガスとして処理室２０１内に供給することとなる。Ｈ２Ｏガスを用いる場合は、Ｈ２Ｏを貯蔵するＨ２ＯタンクにＮ２ガスを供給して水蒸気（Ｈ２Ｏガス）を発生させる。したがって、Ｎ２ガスの流量を制御することにより、処理室へ供給するＨ２Ｏガスの流量を制御することとなる。When a compound that is in a liquid state under normal temperature and pressure, such as TDMAT or H2O , is used as the treatment gas, the liquid TDMAT is vaporized by a vaporization system such as a vaporizer or a bubbler, and the TDMAT gas or H2O gas is used. Will be supplied into the processing chamber 201. When H 2 O gas is used, N 2 gas is supplied to the H 2 O tank that stores H 2 O to generate water vapor (H 2 O gas). Therefore, by controlling the flow rate of the N 2 gas, the flow rate of the H 2 O gas supplied to the processing chamber is controlled.

主に、ガス供給管３１０，３２０，３３０、ＭＦＣ３１２，３２２，３３２、バルブ３１４，３２４，３３４により処理ガス供給系が構成される。ノズル４１０，４２０，４３０を処理ガス供給系に含めて考えてもよい。処理ガス供給系を、単に、ガス供給系と称することもできる。 The processing gas supply system is mainly composed of gas supply pipes 310, 320, 330, MFC 312, 322, 332, and valves 314, 324, 334. Nozzles 410, 420, 430 may be included in the processing gas supply system. The treated gas supply system can also be simply referred to as a gas supply system.

主に、ガス供給管３１０、ＭＦＣ３１２、バルブ３１４により原料ガス供給系が構成される。ノズル４１０を原料ガス供給系に含めて考えてもよい。ガス供給管３１０からＴｉ含有ガスを流す場合、原料ガス供給系をＴｉ含有ガス供給系と称することもできる。ガス供給管３１０からＴＤＭＡＴガスを流す場合、Ｔｉ含有ガス供給系をＴＤＭＡＴガス供給系と称することもできる。ＴＤＭＡＴガス供給系をＴＤＭＡＴ供給系と称することもできる。 The raw material gas supply system is mainly composed of the gas supply pipe 310, the MFC 312, and the valve 314. The nozzle 410 may be included in the raw material gas supply system. When the Ti-containing gas flows from the gas supply pipe 310, the raw material gas supply system can also be referred to as a Ti-containing gas supply system. When TDMAT gas is flowed from the gas supply pipe 310, the Ti-containing gas supply system can also be referred to as a TDMAT gas supply system. The TDMAT gas supply system can also be referred to as a TDMAT supply system.

主に、ガス供給管３２０、ＭＦＣ３２２、バルブ３２４により反応ガス供給系が構成される。ノズル４２０を反応ガス供給系に含めて考えてもよい。反応ガス供給系をＯ含有ガス供給系と称することもできる。ガス供給管３２０からＨ２Ｏガスを流す場合、Ｏ含有ガス供給系をＨ２Ｏガス供給系と称することもできる。The reaction gas supply system is mainly composed of the gas supply pipe 320, the MFC 322, and the valve 324. The nozzle 420 may be included in the reaction gas supply system. The reaction gas supply system can also be referred to as an O-containing gas supply system. When H 2 O gas is flowed from the gas supply pipe 320, the O-containing gas supply system can also be referred to as an H 2 O gas supply system.

主に、ガス供給管３３０、ＭＦＣ３３２、バルブ３３４によりパージガス供給系が構成される。ノズル４３０をパージガス供給系に含めて考えてもよい。ガス供給管３３０から不活性ガスを流す場合、パージガス供給系を第１の不活性ガス供給系と称することもできる。ガス供給管３３０からＮ２ガスを流す場合、パージガス供給系をＮ２ガス供給系と称することもできる。The purge gas supply system is mainly composed of the gas supply pipe 330, the MFC 332, and the valve 334. The nozzle 430 may be included in the purge gas supply system. When the inert gas flows from the gas supply pipe 330, the purge gas supply system can also be referred to as a first inert gas supply system. When N 2 gas is flowed from the gas supply pipe 330, the purge gas supply system can also be referred to as an N 2 gas supply system.

主に、ガス供給管５１０,５２０,５３０、ＭＦＣ５１２,５２２,５２３、バルブ５１４,５２４,５３４により第２の不活性ガス供給系が構成される。 Mainly, the gas supply pipe 510,520,530, MFC512,522,523, and the valve 514,524,534 constitute the second inert gas supply system.

反応管２０３には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１には、上流側から順に、処理室２０１内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５，ＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３，真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。ＡＰＣバルブ２４３は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行なうことができ、更に、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁開度を調節することで、処理室２０１内の圧力を調整することができるように構成されているバルブである。主に、排気管２３１，ＡＰＣバルブ２４３，圧力センサ２４５により、排気系が構成される。真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。 The reaction pipe 203 is provided with an exhaust pipe 231 for exhausting the atmosphere in the processing chamber 201. In the exhaust pipe 231, in order from the upstream side, a pressure sensor 245 as a pressure detector (pressure detector) for detecting the pressure in the processing chamber 201, an APC (AutoPressure Controller) valve 243, and a vacuum pump 246 as a vacuum exhaust device. Is connected. The APC valve 243 can perform vacuum exhaust and vacuum exhaust stop in the processing chamber 201 by opening and closing the valve with the vacuum pump 246 operating, and further, the valve with the vacuum pump 246 operating. It is a valve configured so that the pressure in the processing chamber 201 can be adjusted by adjusting the opening degree. The exhaust system is mainly composed of the exhaust pipe 2311, the APC valve 243, and the pressure sensor 245. The vacuum pump 246 may be included in the exhaust system.

マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるように構成されている。シールキャップ２１９は、例えばＳＵＳ等の金属により構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、後述するボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２６７は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に垂直に設置された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ボート２１７を処理室２０１内外に搬入および搬出することが可能なように構成されている。ボートエレベータ１１５は、ボート２１７すなわちウエハ２００を、処理室２０１内外に搬送する搬送装置（搬送機構）として構成されている。 Below the manifold 209, a seal cap 219 is provided as a furnace palate body capable of airtightly closing the lower end opening of the manifold 209. The seal cap 219 is configured to abut on the lower end of the manifold 209 from below in the vertical direction. The seal cap 219 is made of a metal such as SUS and is formed in a disk shape. An O-ring 220b as a sealing member that comes into contact with the lower end of the manifold 209 is provided on the upper surface of the seal cap 219. On the opposite side of the seal cap 219 from the processing chamber 201, a rotation mechanism 267 for rotating the boat 217, which will be described later, is installed. The rotation shaft 255 of the rotation mechanism 267 penetrates the seal cap 219 and is connected to the boat 217. The rotation mechanism 267 is configured to rotate the wafer 200 by rotating the boat 217. The seal cap 219 is configured to be vertically lifted and lowered by a boat elevator 115 as a lifting mechanism vertically installed outside the reaction tube 203. The boat elevator 115 is configured so that the boat 217 can be carried in and out of the processing chamber 201 by raising and lowering the seal cap 219. The boat elevator 115 is configured as a transport device (conveyance mechanism) for transporting the boat 217, that is, the wafer 200, into and out of the processing chamber 201.

基板支持具としてのボート２１７は、複数枚、例えば２５～２００枚のウエハ２００を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート２１７の天頂部には、天板２１５が設けられている。ボート２１７および天板２１５は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成され。ボート２１７の下部である断熱領域には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成され断熱板２１８が水平姿勢で多段に支持されている。この構成により、ヒータ２０７からの熱がシールキャップ２１９側に伝わりにくくなっている。ただし、本実施形態は上述の形態に限定されない。例えば、ボート２１７の下部に断熱板２１８を設けずに、石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される筒状の部材として構成された断熱筒を設けてもよい。 The boat 217 as a substrate support supports a plurality of wafers, for example, 25 to 200 wafers 200 in a horizontal position and vertically aligned with each other, that is, to support them in multiple stages. It is configured to be arranged at intervals. A top plate 215 is provided on the zenith of the boat 217. The boat 217 and the top plate 215 are made of a heat-resistant material such as quartz or SiC. In the heat insulating region at the lower part of the boat 217, a heat insulating plate 218 made of a heat-resistant material such as quartz or SiC is supported in a horizontal posture in multiple stages. With this configuration, the heat from the heater 207 is less likely to be transmitted to the seal cap 219 side. However, this embodiment is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, instead of providing the heat insulating plate 218 at the lower part of the boat 217, a heat insulating cylinder configured as a tubular member made of a heat-resistant material such as quartz or SiC may be provided.

反応管２０３内には温度検出器としての温度センサ２６３が設置されており、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への通電量を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように構成されている。温度センサ２６３は、ノズル４１０，４２０および４３０と同様にＬ字型に構成されており、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。 A temperature sensor 263 as a temperature detector is installed in the reaction tube 203, and the temperature in the processing chamber 201 is adjusted by adjusting the amount of electricity supplied to the heater 207 based on the temperature information detected by the temperature sensor 263. It is configured to have a desired temperature distribution. The temperature sensor 263 is L-shaped like the nozzles 410, 420 and 430, and is provided along the inner wall of the reaction tube 203.

図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２１ａ，ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ，記憶装置１２１ｃ，Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ，記憶装置１２１ｃ，Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バスを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ１２１には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１２２が接続されている。 As shown in FIG. 3, the controller 121, which is a control unit (control means), is configured as a computer including a CPU (Central Processing Unit) 121a, a RAM (Random Access Memory) 121b, a storage device 121c, and an I / O port 121d. ing. The RAM 121b, the storage device 121c, and the I / O port 121d are configured so that data can be exchanged with the CPU 121a via the internal bus. An input / output device 122 configured as, for example, a touch panel or the like is connected to the controller 121.

記憶装置１２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピや、後述するクリーニング処理の手順や条件等が記載されたクリーニングレシピや、後述するパージ処理の手順や条件等が記載されたパージレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ１２１に実行させ、所定の結果を得ることができるように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。また、クリーニングレシピは、後述するクリーニング処理における各手順を、コントローラ１２１に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。また、パージレシピは、後述するパージ処理における各手順を、コントローラ１２１に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピやクリーニングレシピやパージレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、クリーニングレシピ単体のみを含む場合、パージレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、プロセスレシピ、クリーニングレシピ、パージレシピおよび制御プログラムのうち任意の組み合わせを含む場合がある。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。 The storage device 121c is composed of, for example, a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), or the like. In the storage device 121c, a control program that controls the operation of the board processing device, a process recipe that describes the procedure and conditions of the board processing described later, and a cleaning that describes the procedure and conditions of the cleaning process described later are described. Recipes and purge recipes that describe the procedures and conditions of the purge process, which will be described later, are readable and stored. The process recipes are combined so that the controller 121 can execute each procedure in the substrate processing step described later and obtain a predetermined result, and functions as a program. Further, the cleaning recipe is a combination in which the controller 121 is made to execute each procedure in the cleaning process described later so that a predetermined result can be obtained, and functions as a program. Further, the purge recipe is a combination in which each procedure in the purge process described later is executed by the controller 121 so that a predetermined result can be obtained, and functions as a program. Hereinafter, this process recipe, cleaning recipe, purge recipe, control program, etc. are collectively referred to as a program. When the term program is used in the present specification, it includes only a process recipe, a cleaning recipe alone, a purge recipe alone, a control program alone, or a process recipe. It may contain any combination of cleaning recipes, purge recipes and control programs. The RAM 121b is configured as a memory area (work area) in which programs, data, and the like read by the CPU 121a are temporarily held.

Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ３１２，３２２，３３２，５１２，５２２，５３２、バルブ３１４，３２４，３３４，５１４，５２４，５３４、ＡＰＣバルブ２４３、圧力センサ２４５、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ２６３、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等に接続されている。 The I / O port 121d has the above-mentioned MFC 312,322,332,512,522,532, valve 314,324,334,514,524,534, APC valve 243, pressure sensor 245, vacuum pump 246, heater 207, temperature. It is connected to a sensor 263, a rotation mechanism 267, a boat elevator 115, and the like.

ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからプロセスレシピやクリーニングレシピやパージレシピ等を読み出すように構成されている。以下、便宜上、これらのレシピを総称して単に「レシピ」とも称することとする。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ３１２，３２２，３３２，５１２，５２２，５３２による各種ガスの流量調整動作、バルブ３１４，３２４，３３４，５１４，５２４，５３４の開閉動作、ＡＰＣバルブ２４３の開閉動作およびＡＰＣバルブ２４３による圧力センサ２４５に基づく圧力調整動作、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作等を制御するように構成されている。 The CPU 121a is configured to read and execute a control program from the storage device 121c and read a process recipe, a cleaning recipe, a purge recipe, etc. from the storage device 121c in response to an input of an operation command from the input / output device 122 or the like. There is. Hereinafter, for convenience, these recipes will be collectively referred to simply as "recipe". The CPU 121a has an operation of adjusting the flow rate of various gases by MFC 312,322,332,512,522,532, an opening / closing operation of valves 314,324,334,514,524,534, and an APC valve so as to follow the contents of the read recipe. Opening and closing operation of 243 and pressure adjustment operation based on pressure sensor 245 by APC valve 243, temperature adjustment operation of heater 207 based on temperature sensor 263, start and stop of vacuum pump 246, rotation and rotation speed adjustment of boat 217 by rotation mechanism 267. It is configured to control the operation, the ascending / descending operation of the boat 217 by the boat elevator 115, and the like.

コントローラ１２１は、外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）１２３に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置１２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。 The controller 121 is stored in an external storage device (for example, a magnetic tape, a magnetic disk such as a flexible disk or a hard disk, an optical disk such as a CD or DVD, a magneto-optical disk such as MO, a semiconductor memory such as a USB memory or a memory card) 123. The above-mentioned program can be configured by installing it on a computer. The storage device 121c and the external storage device 123 are configured as a computer-readable recording medium. Hereinafter, these are collectively referred to simply as a recording medium. When the term recording medium is used in the present specification, it may include only the storage device 121c alone, it may include only the external storage device 123 alone, or it may include both of them. The program may be provided to the computer by using a communication means such as the Internet or a dedicated line without using the external storage device 123.

（２）成膜処理
上述の基板処理装置を用い、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に膜を形成するシーケンス例について、図５を用いて説明する。以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ１２１により制御される。(2) Film formation processing An example of a sequence for forming a film on a substrate as one step of a manufacturing process of a semiconductor device (device) using the above-mentioned substrate processing apparatus will be described with reference to FIG. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 121.

図５に示す成膜シーケンスでは、処理室２０１内に収容された基板としてのウエハ２００に対して、原料ガスとしてのＴＤＭＡＴガスと、Ｏ含有ガスとしてのＨ２Ｏガスと、を供給して、ウエハ２００上に酸化膜としてチタン酸化膜（ＴｉＯ２膜、以下、ＴｉＯ膜ともいう）を形成する。In the film forming sequence shown in FIG. 5, TDMAT gas as a raw material gas and H 2 O gas as an O-containing gas are supplied to the wafer 200 as a substrate housed in the processing chamber 201. A titanium oxide film (TiO 2 film, hereinafter also referred to as TiO film) is formed on the wafer 200 as an oxide film.

本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものを意味する場合や、ウエハとその表面に形成された所定の層や膜との積層体を意味する場合がある。本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものの表面を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載した場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、ウエハ上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。 When the term "wafer" is used in the present specification, it may mean the wafer itself or a laminate of a wafer and a predetermined layer or film formed on the surface thereof. When the term "wafer surface" is used in the present specification, it may mean the surface of the wafer itself or the surface of a predetermined layer or the like formed on the wafer. In the present specification, the description of "forming a predetermined layer on a wafer" means that a predetermined layer is directly formed on the surface of the wafer itself, a layer formed on the wafer, or the like. It may mean forming a predetermined layer on top of it. The use of the term "wafer" in the present specification is also synonymous with the use of the term "wafer".

（ウエハチャージおよびボートロード）
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）される。その後、図１に示すように、複数枚のウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内に搬入（ボートロード）される。この状態で、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０を介してマニホールド２０９の下端を閉塞した状態となる。(Wafer charge and boat load)
A plurality of wafers 200 are loaded (wafer charged) into the boat 217. After that, as shown in FIG. 1, the boat 217 supporting the plurality of wafers 200 is lifted by the boat elevator 115 and carried into the processing chamber 201 (boat load). In this state, the seal cap 219 is in a state where the lower end of the manifold 209 is closed via the O-ring 220.

（圧力調整および温度調整）
処理室２０１内、すなわち、ウエハ２００が存在する空間が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力情報に基づき、ＡＰＣバルブ２４３がフィードバック制御される（圧力調整）。真空ポンプ２４６は、少なくともウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電量がフィードバック制御される（温度調整）。ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は、少なくともウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。続いて、回転機構２６７によりボート２１７およびウエハ２００の回転を開始する。回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転は、少なくとも、ウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。(Pressure adjustment and temperature adjustment)
The inside of the processing chamber 201, that is, the space where the wafer 200 is present, is evacuated by the vacuum pump 246 so as to have a desired pressure (degree of vacuum). At this time, the pressure in the processing chamber 201 is measured by the pressure sensor 245, and the APC valve 243 is feedback-controlled based on the measured pressure information (pressure adjustment). The vacuum pump 246 is always kept in operation until at least the processing for the wafer 200 is completed. Further, the inside of the processing chamber 201 is heated by the heater 207 so as to have a desired temperature. At this time, the amount of electricity supplied to the heater 207 is feedback-controlled based on the temperature information detected by the temperature sensor 263 so that the inside of the processing chamber 201 has a desired temperature distribution (temperature adjustment). The heating in the processing chamber 201 by the heater 207 is continuously performed at least until the processing on the wafer 200 is completed. Subsequently, the rotation mechanism 267 starts the rotation of the boat 217 and the wafer 200. The rotation of the boat 217 and the wafer 200 by the rotation mechanism 267 is continuously performed at least until the processing on the wafer 200 is completed.

（ＴｉＯ膜形成ステップ）
その後、以下のステップを順次実施する。(TiO film formation step)
After that, the following steps are carried out in sequence.

（原料ガス供給ステップ）
バルブ３１４を開き、ガス供給管３１０内に原料ガスであるＴＤＭＡＴガスを流す。ガス供給管３１０内を流れるＴＤＭＡＴガスは、ＭＦＣ３１２により流量調整され、ノズル４１０のガス供給孔４１０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ウエハ２００に対してＴＤＭＡＴガスが供給されることとなる。このとき同時にバルブ５１４を開き、ガス供給管５１０内にＮ２ガス等の不活性ガスを流す。ガス供給管５１０内を流れるＮ２ガスは、ＭＦＣ５１２により流量調整され、ＴＤＭＡＴガスと一緒に処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき、バルブ３３４を開き、ガス供給管３３０内にＮ２ガス等の不活性ガスを流す。ガス供給管５３０内を流れるＮ２ガスは、ＭＦＣ５３２により流量調整され、処理室２０１の上部および下部へ供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ノズル４２０内へのＴＤＭＡＴガスの侵入を防止するために、バルブ５２４を開き、ガス供給管５２０内にＮ２ガス（逆流防止Ｎ２ガス）を流す。Ｎ２ガスは、ガス供給管５２０、ノズル４２０を介して処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。(Raw material gas supply step)
The valve 314 is opened, and TDMAT gas, which is a raw material gas, flows into the gas supply pipe 310. The flow rate of TDMAT gas flowing in the gas supply pipe 310 is adjusted by the MFC 312, is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 410a of the nozzle 410, and is exhausted from the exhaust pipe 231. At this time, TDMAT gas is supplied to the wafer 200. At this time, the valve 514 is opened at the same time, and an inert gas such as N 2 gas is allowed to flow in the gas supply pipe 510. The flow rate of the N 2 gas flowing in the gas supply pipe 510 is adjusted by the MFC 512, is supplied into the processing chamber 201 together with the TDMAT gas, and is exhausted from the exhaust pipe 231. At this time, the valve 334 is opened to allow an inert gas such as N2 gas to flow into the gas supply pipe 330. The flow rate of the N 2 gas flowing in the gas supply pipe 530 is adjusted by the MFC 532, is supplied to the upper and lower parts of the processing chamber 201, and is exhausted from the exhaust pipe 231. At this time, in order to prevent the TDMAT gas from entering the nozzle 420, the valve 524 is opened and N 2 gas (backflow prevention N 2 gas) is flowed into the gas supply pipe 520. The N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 via the gas supply pipe 520 and the nozzle 420, and is exhausted from the exhaust pipe 231.

本ステップにおける処理条件としては、
処理室２０１内の圧力：１～１０００Ｐａ、好ましくは１～１００Ｐａ
ＴＤＭＡＴガス供給流量：０．００１～２.０ｓｌｍ、好ましくは０．０１～０．５ｓｌｍ
ノズル４３０から供給するＮ２ガスの供給流量：０．１～５.０ｓｌｍ、好ましくは０．４～１.５ｓｌｍ
ＴＤＭＡＴガスとノズル４３０から供給するＮ２ガスの供給流量比：１．０：０．２～１．０：３．０
逆流防止Ｎ２ガス供給流量：０．００１～２.０ｓｌｍ、好ましくは０．０１～０．５ｓｌｍ
各ガス供給時間：１～６０秒、好ましくは１～３０秒
処理温度：２５～１５０℃、好ましくは５０～１００℃
が例示される。本明細書では、「１～１０００Ｐａ」のような数値範囲の表記は、下限値および上限値がその範囲に含まれることを意味する。よって、例えば、「１～１０００Ｐａ」とは、１Ｐａ以上１０００Ｐａ以下を意味する。その他の数値範囲についても同様である。The processing conditions in this step are
Pressure in processing chamber 201: 1 to 1000 Pa, preferably 1 to 100 Pa
TDMAT gas supply flow rate: 0.001 to 2.0 slm, preferably 0.01 to 0.5 slm
Supply flow rate of N 2 gas supplied from nozzle 430: 0.1 to 5.0 slm, preferably 0.4 to 1.5 slm
Supply flow rate ratio of TDMAT gas and N2 gas supplied from nozzle 430: 1.0: 0.2 to 1.0: 3.0
Backflow prevention N 2 gas supply flow rate: 0.001 to 2.0 slm, preferably 0.01 to 0.5 slm
Each gas supply time: 1 to 60 seconds, preferably 1 to 30 seconds Treatment temperature: 25 to 150 ° C, preferably 50 to 100 ° C.
Is exemplified. In the present specification, the notation of a numerical range such as "1 to 1000 Pa" means that the lower limit value and the upper limit value are included in the range. Therefore, for example, "1 to 1000 Pa" means 1 Pa or more and 1000 Pa or less. The same applies to other numerical ranges.

上述の条件下でウエハ２００に対してＴＤＭＡＴガスを供給することにより、ウエハ２００の最表面に、Ｔｉを含むＴｉ含有層が形成される。 By supplying TDMAT gas to the wafer 200 under the above conditions, a Ti-containing layer containing Ti is formed on the outermost surface of the wafer 200.

本ステップにおいて、ノズル４３０から供給するＮ２ガスの供給流量が０．１ｓｌｍより少ないと、処理室２０１の上部および下部へ供給されるＮ２ガスの量が少なくなり、処理室２０１の上部および下部へ供給されるＴＤＭＡＴガスの流速が十分速くならず、ＴＤＭＡＴガスの量が少なくなる。すると、基板配列領域の上部と下部に配列されるウエハ２００（すなわち、天板２１５や断熱領域に隣接するウエハ２００）に形成されるＴｉ含有層の面内均一性低下を招いてしまう可能性がある。また、処理室２０１の上部および下部であって、特にボート２１７の天板２１５や断熱板２１８等の断熱領域へ付着するＴｉ含有層の量が多くなってしまう場合がある。ノズル４３０から供給するＮ２ガスの供給流量が５.０ｓｌｍより多いと、処理室２０１の上部および下部へ供給されるＮ２ガスの量が多くなり、基板配列領域の上部と下部に配列されるウエハ２００（すなわち天板２１５や断熱領域に隣接するウエハ２００）へのＴｉ含有層の形成が抑制され、処理室２０１の上部では面内膜厚均一性低下が促進されるとともに、処理室２０１の上部、中央部、下部における面間膜厚均一性が低下してしまう可能性がある。処理室２０１の中央部に対する上部と下部のＴＤＭＡＴガスの流速を制御するために、ノズル４３０から供給するＮ２ガスの供給流量は逆流防止Ｎ２ガスの供給流量より多くすることが望ましい。In this step, if the supply flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 430 is less than 0.1 slm, the amount of the N 2 gas supplied to the upper and lower parts of the processing chamber 201 becomes smaller, and the upper and lower parts of the processing chamber 201 are reduced. The flow velocity of the TDMAT gas supplied to the is not sufficiently high, and the amount of the TDMAT gas is reduced. Then, there is a possibility that the in-plane uniformity of the Ti-containing layer formed on the wafers 200 arranged at the upper and lower portions of the substrate arrangement region (that is, the wafer 200 adjacent to the top plate 215 and the heat insulating region) may be deteriorated. be. Further, in the upper part and the lower part of the processing chamber 201, the amount of the Ti-containing layer adhering to the heat insulating region such as the top plate 215 and the heat insulating plate 218 of the boat 217 may increase. When the supply flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 430 is larger than 5.0 slm, the amount of the N 2 gas supplied to the upper and lower parts of the processing chamber 201 is increased, and the N 2 gas is arranged in the upper part and the lower part of the substrate arrangement region. The formation of the Ti-containing layer on the wafer 200 (that is, the wafer 200 adjacent to the top plate 215 and the heat insulating region) is suppressed, the in-plane film thickness uniformity is promoted to decrease in the upper part of the processing chamber 201, and the processing chamber 201 Interplane thickness uniformity at the top, center, and bottom may be reduced. In order to control the flow rates of the upper and lower TDMAT gas with respect to the central portion of the processing chamber 201, it is desirable that the supply flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 430 is larger than the supply flow rate of the backflow prevention N 2 gas.

本ステップにおいて、ＴＤＭＡＴガスとノズル４３０から供給するＮ２ガスの供給流量比が、１．０：０．２より低い場合、ボート２１７下部に位置するウエハ２００の面内膜厚均一性が悪化する可能性がある。１．０：３．０より高い場合、ボート２１７上部に位置するウエハ２００の面内膜厚均一性が悪化する可能性がある。In this step, when the supply flow rate ratio of the TDMAT gas and the N 2 gas supplied from the nozzle 430 is lower than 1.0: 0.2, the in-plane film thickness uniformity of the wafer 200 located at the lower part of the boat 217 deteriorates. there is a possibility. If it is higher than 1.0: 3.0, the in-plane film thickness uniformity of the wafer 200 located at the upper part of the boat 217 may deteriorate.

本ステップにおいて、処理温度が２５℃より低い場合、反応性が低くなり膜形成が困難となる可能性がある。１３０℃より高い温度の場合、ＴＤＭＡＴガスの熱分解が促進されてしまうことにより、成膜レートが高くなりすぎて膜厚の制御性が悪化して均一性が悪化したり、不純物が多量に取り込まれて抵抗率が高くなってしまったりする場合がある。 In this step, if the treatment temperature is lower than 25 ° C., the reactivity may be low and film formation may be difficult. When the temperature is higher than 130 ° C., the thermal decomposition of the TDMAT gas is promoted, so that the film deposition rate becomes too high, the controllability of the film thickness deteriorates, the uniformity deteriorates, and a large amount of impurities are taken in. In some cases, the resistivity may increase.

（残留ガス除去ステップ）
Ｔｉ含有層が形成された後、バルブ３１４を閉じ、ＴＤＭＡＴガスの供給を停止する。このとき、排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応又はＴｉ含有層形成に寄与した後のＴＤＭＡＴガスを処理室２０１内から排除する。このとき、バルブ３３４は開いたままとして、ＭＦＣ３３２を制御して、処理室２０１内へ供給するＮ２ガスの供給流量を原料ガス供給ステップにおける供給流量より多くなるよう調整する。バルブ５１４，５２４，５３４は開いたままとして、処理室２０１内へ供給するＮ２ガスの供給流量を原料ガス供給ステップにおける供給流量より多くなるよう調整する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、処理室２０１内に残留する未反応又はＴｉ含有層形成に寄与した後のＴＤＭＡＴガスを処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。(Residual gas removal step)
After the Ti-containing layer is formed, the valve 314 is closed and the supply of TDMAT gas is stopped. At this time, while the APC valve 243 of the exhaust pipe 231 is left open, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246, and the TDMAT gas after contributing to the formation of the unreacted or Ti-containing layer remaining in the processing chamber 201. Is excluded from the processing chamber 201. At this time, with the valve 334 kept open, the MFC 332 is controlled to adjust the supply flow rate of the N 2 gas supplied into the processing chamber 201 so as to be larger than the supply flow rate in the raw material gas supply step. The valves 514, 524, 534 are left open, and the supply flow rate of the N 2 gas supplied into the processing chamber 201 is adjusted to be larger than the supply flow rate in the raw material gas supply step. The N 2 gas acts as a purge gas, and can enhance the effect of removing the TDMAT gas remaining in the treatment chamber 201 after contributing to the formation of the unreacted or Ti-containing layer from the treatment chamber 201.

本ステップにおける処理条件としては、
ノズル３３４から供給するＮ２ガスの供給流量：０．５～７．０ｓｌｍ、好ましくは３．０～５．０ｓｌｍ
ノズル３１４，２３４から供給するＮ２ガスの供給流量：１．０～９．０ｓｌｍ、好ましくは４．０～６．０ｓｌｍが例示される。The processing conditions in this step are
Supply flow rate of N 2 gas supplied from nozzle 334: 0.5 to 7.0 slm, preferably 3.0 to 5.0 slm
The supply flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzles 314 and 234: 1.0 to 9.0 slm, preferably 4.0 to 6.0 slm is exemplified.

ノズル３３４から供給するＮ２ガスの供給流量が０．５ｓｌｍより少ないと、処理室２０１の上部と下部におけるパージが十分に行われず、残留するＴＤＭＡＴガスや反応副生成物が十分にパージされずに処理室２０１内に残り、パーティクル（異物）となる可能性がある。ノズル３３４から供給するＮ２ガスの供給流量が５．０ｓｌｍより多いと、処理室２０１内の圧力が高くなり過ぎ、後述する反応ガス供給ステップを行う前に圧力を下げるための時間を要するためスループットが低下する可能性がある。If the supply flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 334 is less than 0.5 slm, the upper and lower parts of the processing chamber 201 are not sufficiently purged, and the residual TDMAT gas and reaction by-products are not sufficiently purged. It may remain in the processing chamber 201 and become particles (foreign matter). If the supply flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 334 is more than 5.0 slm, the pressure in the processing chamber 201 becomes too high, and it takes time to reduce the pressure before performing the reaction gas supply step described later, so the throughput May decrease.

ノズル３１４，２３４から供給するＮ２ガスの供給流量が１．０ｓｌｍより少ないと、処理室２０１の中央部でパージが十分に行われず、残留するＴＤＭＡＴガスや反応副生成物が十分にパージされずに処理室２０１内に残り、パーティクル（異物）となる可能性がある。ノズル３１４，２３４から供給するＮ２ガスの供給流量が９．０ｓｌｍより多いと、処理室２０１内の圧力が高くなり過ぎ、後述する反応ガス供給ステップを行う前に圧力を下げるための時間を要するためスループットが低下する可能性がある。If the supply flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzles 314 and 234 is less than 1.0 slm, the purging is not sufficiently performed in the central portion of the processing chamber 201, and the residual TDMAT gas and reaction by-products are not sufficiently purged. It may remain in the processing chamber 201 and become particles (foreign matter). If the supply flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzles 314 and 234 is more than 9.0 slm, the pressure in the processing chamber 201 becomes too high, and it takes time to reduce the pressure before performing the reaction gas supply step described later. Therefore, the throughput may decrease.

なお、ガス供給孔４１０ａ，４２０ａの数より、ガス供給孔４３０ａ，ｂ，ｃの合計数が顕著に多い場合、ノズル３１４，３２４から供給するＮ２ガスの供給流量は、ノズル３３４から供給するＮ２ガスの供給流量より多くてもよい。一孔当たりのＮ２ガスの供給流量は、ノズル３３４から供給するＮ２ガスの供給流量の方が多くなるからである。When the total number of gas supply holes 430a, b, and c is significantly larger than the number of gas supply holes 410a and 420a, the supply flow rate of N 2 gas supplied from the nozzles 314 and 324 is N supplied from the nozzle 334. 2 It may be larger than the supply flow rate of gas. This is because the supply flow rate of the N 2 gas per hole is larger than the supply flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 334.

（Ｏ含有ガス供給ステップ）
処理室２０１内の残留ガスを除去した後、バルブ３２４を開き、ガス供給管３２０内にＯ含有ガスであるＨ２Ｏガスを流す。ガス供給管３２０内を流れるＨ２Ｏガスは、ＭＦＣ３２２により流量調整され、ノズル４２０のガス供給孔４２０ａから処理室２０１内に供給される。処理室２０１内に供給されたＨ２Ｏガスは、排気管２３１から排気される。このときウエハ２００に対して、Ｈ２Ｏガスが供給されることとなる。このとき、バルブ３３４を開き、ガス供給管３３０内にＮ２ガス等の不活性ガスを流す。ガス供給管５３０内を流れるＮ２ガスは、ＭＦＣ５３２により流量調整され、処理室２０１の上部および下部へ供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ノズル４１０内へのＨ２Ｏガスの侵入を防止するために、バルブ５１４を開き、ガス供給管５１０内にＮ２ガス（逆流防止Ｎ２ガス）を流す。Ｎ２ガスは、ガス供給管５１０、ノズル４１０を介して処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。(O-containing gas supply step)
After removing the residual gas in the processing chamber 201, the valve 324 is opened and the H 2 O gas, which is an O-containing gas, flows into the gas supply pipe 320. The flow rate of the H2O gas flowing in the gas supply pipe 320 is adjusted by the MFC 322, and is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 420a of the nozzle 420. The H2O gas supplied into the processing chamber 201 is exhausted from the exhaust pipe 231. At this time, H2O gas is supplied to the wafer 200. At this time, the valve 334 is opened to allow an inert gas such as N2 gas to flow into the gas supply pipe 330. The flow rate of the N 2 gas flowing in the gas supply pipe 530 is adjusted by the MFC 532, is supplied to the upper and lower parts of the processing chamber 201, and is exhausted from the exhaust pipe 231. At this time, in order to prevent the intrusion of H2O gas into the nozzle 410, the valve 514 is opened and N2 gas (backflow prevention N2 gas) is flowed into the gas supply pipe 510. The N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 via the gas supply pipe 510 and the nozzle 410, and is exhausted from the exhaust pipe 231.

本ステップにおける処理条件としては、
処理室２０１内の圧力：１～１０００Ｐａ、好ましくは１０～３００Ｐａ
ＭＦＣ３２２で制御するＨ２Ｏタンクへ供給するＮ２ガス供給流量：１．０～８．０ｓｌｍ、好ましくは１．０～２．０ｓｌｍ
ノズル４３０から供給するＮ２ガスの供給流量：０．１～５．０ｓｌｍ、好ましくは０．４～１．５ｓｌｍ
Ｈ２Ｏガスとノズル４３０から供給するＮ２ガスの供給流量比：１．０：０．２～１．０：３．０
逆流防止Ｎ２ガス供給流量：０．２～４０．０ｓｌｍ、好ましくは４．０～８．０ｓｌｍ
各ガス供給時間：１～６０秒、好ましくは１～３０秒
が例示される。処理温度等の他の処理条件は、原料ガス供給ステップにおける処理条件と同様とする。The processing conditions in this step are
Pressure in processing chamber 201: 1 to 1000 Pa, preferably 10 to 300 Pa
N 2 gas supply flow rate to be supplied to the H 2 O tank controlled by the MFC 322: 1.0 to 8.0 slm, preferably 1.0 to 2.0 slm.
Supply flow rate of N 2 gas supplied from nozzle 430: 0.1 to 5.0 slm, preferably 0.4 to 1.5 slm
Supply flow rate ratio of H 2 O gas and N 2 gas supplied from nozzle 430: 1.0: 0.2 to 1.0: 3.0
Backflow prevention N 2 gas supply flow rate: 0.2 to 40.0 slm, preferably 4.0 to 8.0 slm
Each gas supply time is exemplified by 1 to 60 seconds, preferably 1 to 30 seconds. Other treatment conditions such as the treatment temperature are the same as the treatment conditions in the raw material gas supply step.

このとき処理室２０１内に流しているガスは、Ｈ２ＯガスとＮ２ガスのみである。Ｈ２Ｏガスは、原料ガス供給ステップでウエハ２００上に形成されたＴｉ含有層の少なくとも一部と置換反応する。置換反応の際には、Ｔｉ含有層に含まれるＴｉとＨ２Ｏガスに含まれるＯとが結合して、ウエハ２００上にＴｉとＯとを含むＴｉＯ層が形成される。At this time, the only gases flowing in the processing chamber 201 are H2O gas and N2 gas. The H2O gas undergoes a substitution reaction with at least a part of the Ti-containing layer formed on the wafer 200 in the raw material gas supply step. During the substitution reaction, Ti contained in the Ti-containing layer and O contained in the H2O gas are combined to form a TiO layer containing Ti and O on the wafer 200.

本ステップにおいて、ノズル４３０から供給するＮ２ガスの供給流量が０．１ｓｌｍより少ないと、処理室２０１の上部および下部へ供給されるＮ２ガスの量が少なくなり、処理室２０１の上部および下部へ供給されるＨ２Ｏガスの流速が十分速くならず、ＴＤＭＡＴガスの量が少なくなる。すると、基板配列領域の上部と下部に配列されるウエハ２００（すなわち、天板２１５や断熱領域に隣接するウエハ２００）に形成されるＴｉＯ層の面内均一性低下を招いてしまう可能性がある。また、処理室２０１の上部および下部であって、特にボート２１７の天板２１５や断熱板２１８等の断熱領域へ付着するＴｉＯ層の量が多くなってしまう場合がある。ノズル４３０から供給するＮ２ガスの供給流量が５．０ｓｌｍより多いと、処理室２０１の上部および下部へ供給されるＮ２ガスの量が多くなり、基板配列領域の上部と下部に配列されるウエハ２００（すなわち天板２１５や断熱領域に隣接するウエハ２００）へのＴｉＯ層の形成が抑制され、処理室２０１の上部では面内膜厚均一性低下が促進されるとともに、処理室２０１の上部、中央部、下部における面間膜厚均一性が低下してしまう可能性がある。処理室２０１の中央部に対する上部と下部のＨ２Ｏガスの流速を制御するために、ノズル４３０から供給するＮ２ガスの供給流量は逆流防止Ｎ２ガスの供給流量より多くすることが望ましい。In this step, if the supply flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 430 is less than 0.1 slm, the amount of the N 2 gas supplied to the upper and lower parts of the processing chamber 201 becomes smaller, and the upper and lower parts of the processing chamber 201 are reduced. The flow velocity of the H 2 O gas supplied to is not sufficiently high, and the amount of TDMAT gas is reduced. Then, there is a possibility that the in-plane uniformity of the TiO layer formed on the wafers 200 arranged at the upper and lower portions of the substrate arrangement region (that is, the wafer 200 adjacent to the top plate 215 and the heat insulating region) is deteriorated. .. Further, the amount of the TiO layer adhering to the heat insulating region such as the top plate 215 and the heat insulating plate 218 of the boat 217 in the upper part and the lower part of the processing chamber 201 may be increased. When the supply flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 430 is larger than 5.0 slm, the amount of the N 2 gas supplied to the upper part and the lower part of the processing chamber 201 becomes larger, and the N 2 gas is arranged in the upper part and the lower part of the substrate arrangement area. The formation of the TiO layer on the wafer 200 (that is, the wafer 200 adjacent to the top plate 215 and the heat insulating region) is suppressed, the in-plane film thickness uniformity is promoted to be lowered in the upper part of the processing chamber 201, and the upper part of the processing chamber 201 is promoted. , There is a possibility that the uniformity of the interplanar film thickness in the central part and the lower part will decrease. In order to control the flow rates of the upper and lower H 2 O gases with respect to the central portion of the treatment chamber 201, it is desirable that the supply flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 430 is larger than the supply flow rate of the backflow prevention N 2 gas.

本ステップにおいて、Ｈ２Ｏガスとノズル４３０から供給するＮ２ガスの供給流量比が、１．０：０．２より低い場合、ボート２１７上部に位置するウエハ２００の面内膜厚均一性が悪化する可能性がある。１．０：３．０より高い場合、ボート２１７下部に位置するウエハ２００の面内膜厚均一性が悪化する可能性がある。In this step, when the supply flow rate ratio of the H 2 O gas and the N 2 gas supplied from the nozzle 430 is lower than 1.0: 0.2, the in-plane film thickness uniformity of the wafer 200 located at the upper part of the boat 217 becomes uniform. It can get worse. If it is higher than 1.0: 3.0, the in-plane film thickness uniformity of the wafer 200 located at the lower part of the boat 217 may deteriorate.

（残留ガス除去ステップ）
ＴｉＯ層を形成した後、バルブ３２４を閉じて、Ｈ２Ｏガスの供給を停止する。そして、原料ガス供給ステップの後の残留ガス除去ステップと同様の処理手順により、処理室２０１内に残留するガス等を処理室２０１内から排除する。バルブ３３４は開いたままとして、ＭＦＣ３３２を制御して、処理室２０１内へ供給するＮ２ガスの供給流量を反応ガス供給ステップにおける供給流量より多くなるよう調整する点も同様である。その他のプロセス条件等も原料ガス供給ステップの後の残留ガス除去ステップと同様とする。(Residual gas removal step)
After forming the TiO layer, the valve 324 is closed to stop the supply of H2O gas. Then, the gas and the like remaining in the treatment chamber 201 are removed from the treatment chamber 201 by the same treatment procedure as in the residual gas removal step after the raw material gas supply step. Similarly, the valve 334 is kept open and the MFC 332 is controlled to adjust the supply flow rate of the N 2 gas supplied into the processing chamber 201 to be larger than the supply flow rate in the reaction gas supply step. Other process conditions and the like are the same as in the residual gas removal step after the raw material gas supply step.

（所定回数実施）
上記した原料ガス供給ステップ、残留ガス除去ステップ、Ｏ含有ガス供給ステップ、残留ガス供給ステップを順に時分割して行うサイクルを所定回数（ｎ回、ｎは１以上の整数）行うことにより、ウエハ２００上に、所定の厚さのＴｉＯ膜を形成する。ｎの値は、最終的に形成されるＴｉＯ膜において必要とされる膜厚に応じて適宜選択される。すなわち、上述の各処理を行う回数は、目標とする膜厚に応じて決定される。上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。なお、ＴｉＯ膜の厚さは、例えば１０～１５０ｎｍであって、好ましくは５０～１２０ｎｍであり、より好ましくは７０～９０ｎｍとする。ＴｉＯ膜の厚さ（膜厚）が１５０ｎｍより厚いとラフネスが大きくなってしまう可能性があり、１０ｎｍより薄いと下地膜との応力差で膜剥がれが発生してしまう可能性がある。(Implemented a predetermined number of times)
The wafer 200 is formed by performing a cycle in which the above-mentioned raw material gas supply step, residual gas removal step, O-containing gas supply step, and residual gas supply step are sequentially time-divisioned a predetermined number of times (n times, n is an integer of 1 or more). A TiO film having a predetermined thickness is formed on the film. The value of n is appropriately selected according to the film thickness required for the TiO film finally formed. That is, the number of times each of the above-mentioned treatments is performed is determined according to the target film thickness. The above cycle is preferably repeated multiple times. The thickness of the TiO film is, for example, 10 to 150 nm, preferably 50 to 120 nm, and more preferably 70 to 90 nm. If the thickness (thickness) of the TiO film is thicker than 150 nm, the roughness may increase, and if it is thinner than 10 nm, film peeling may occur due to the stress difference with the underlying film.

（パージおよび大気圧復帰）
バルブ３３４，５１４，５２４，５３４を開き、ガス供給管３３０，５１０，５２０，５３０のそれぞれからＮ２ガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２３１から排気する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、これにより処理室２０１内が不活性ガスでパージされ、処理室２０１内に残留するガスや副生成物が処理室２０１内から除去される（パージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。(Purge and return to atmospheric pressure)
The valves 334, 514, 524, 534 are opened, N2 gas is supplied into the processing chamber 201 from each of the gas supply pipes 330, 510, 520, and 530, and the gas is exhausted from the exhaust pipe 231. The N 2 gas acts as a purge gas, whereby the inside of the treatment chamber 201 is purged with the inert gas, and the gas and by-products remaining in the treatment chamber 201 are removed from the inside of the treatment chamber 201 (purge). After that, the atmosphere in the processing chamber 201 is replaced with the inert gas (replacement of the inert gas), and the pressure in the treatment chamber 201 is restored to the normal pressure (return to atmospheric pressure).

（ボートアンロードおよびウエハディスチャージ）
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホールド２０９の下端が開口される。そして、処理済ウエハ２００がボート２１７に支持された状態でマニホールド２０９の下端から反応管２０３の外部に搬出（ボートアンロード）される。その後、処理済のウエハ２００は、ボート２１７より取り出される（ウエハディスチャージ）。(Boat unloading and wafer discharge)
After that, the seal cap 219 is lowered by the boat elevator 115, and the lower end of the manifold 209 is opened. Then, the processed wafer 200 is carried out (boat unloading) from the lower end of the manifold 209 to the outside of the reaction tube 203 while being supported by the boat 217. After that, the processed wafer 200 is taken out from the boat 217 (wafer discharge).

図６に、本実施形態の実験結果として、１サイクルにおけるＴＤＭＡＴガスの供給流量（Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ）と、基板上に形成されたＴｉＯ膜の面内膜厚均一性（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）との関係を示す。◆が処理室２０１の上部（ＴＯＰ）、×が処理室２０１の中央部（Ｃｎｔｅｒ）、●が処理室２０１の下部（Ｂｏｔｔｏｍ）における値である。図６より、ＴＤＭＡＴガスの供給流量が、特に、０．４～１．５ｓｌｍ付近で、処理室２０１内の各位置における面内膜厚均一性が良いことがわかる。 FIG. 6 shows the relationship between the TDMAT gas supply flow rate (Flow Rate) in one cycle and the in-plane film thickness uniformity (Thickness Uniformity) of the TiO film formed on the substrate as the experimental results of the present embodiment. .. ◆ is a value in the upper part (TOP) of the processing chamber 201, × is a value in the central part (Center) of the processing chamber 201, and ● is a value in the lower part (Bottom) of the processing chamber 201. From FIG. 6, it can be seen that the in-plane film film uniformity at each position in the processing chamber 201 is good, especially when the supply flow rate of TDMAT gas is around 0.4 to 1.5 slm.

（３）本実施形態による効果
本実施形態によれば、以下に示す一つ又は複数の効果が得られる。(3) Effects of the present embodiment According to the present embodiment, one or more of the following effects can be obtained.

（ａ）処理室の上部と下部の少なくともいずれかにのみガス供給孔を有する不活性ガス専用ノズルを設けることにより、処理室の中央部への影響を抑制しつつ、原料ガスの供給時に原料ガスの流速を制御して、処理室の上部と下部への原料ガスの供給量を調整し、面内膜厚均一性を向上させることが可能となる。（ｂ）処理室の上部と下部の少なくともいずれかにのみガス供給孔を有する不活性ガス専用ノズルを設けることにより、処理室の中央部への影響を抑制しつつ、反応ガスの供給時に反応ガスの流速を制御して、処理室の上部と下部への反応ガスの供給量を調整し、面内膜厚均一性を向上させることが可能となる。（ｃ）処理室の上部と下部の少なくともいずれかにのみガス供給孔を有する不活性ガス専用ノズルを設けることにより、残留ガスの除去時に、処理室２０１の上部と下部でパージ効率を向上させることが可能となる。（ｄ）処理室の上部と下部の少なくともいずれかにのみガス供給孔を有する不活性ガス専用ノズルを設けることにより、残留ガスの除去時における異物発生率を低減することが可能となる。 (A) By providing a dedicated nozzle for inert gas having a gas supply hole only in at least one of the upper part and the lower part of the processing chamber, the influence on the central part of the processing chamber is suppressed, and the raw material gas is supplied at the time of supplying the raw material gas. By controlling the flow velocity of the gas, it is possible to adjust the supply amount of the raw material gas to the upper part and the lower part of the processing chamber and improve the uniformity of the in-plane film thickness. (B) By providing a dedicated nozzle for inert gas having a gas supply hole only in at least one of the upper part and the lower part of the treatment chamber, the reaction gas is supplied when the reaction gas is supplied while suppressing the influence on the central part of the treatment chamber. It is possible to control the flow velocity of the reaction gas to adjust the supply amount of the reaction gas to the upper part and the lower part of the processing chamber, and to improve the uniformity of the in-plane film thickness. (C) By providing a dedicated nozzle for inert gas having a gas supply hole only in at least one of the upper part and the lower part of the processing chamber, the purging efficiency is improved in the upper part and the lower part of the processing chamber 201 when the residual gas is removed. Is possible. (D) By providing a dedicated nozzle for inert gas having a gas supply hole only in at least one of the upper part and the lower part of the treatment chamber, it is possible to reduce the foreign matter generation rate at the time of removing the residual gas.

＜本開示の他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態を具体的に説明した。しかしながら、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。<Other Embodiments of the present disclosure>
The embodiments of the present disclosure have been specifically described above. However, the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the gist thereof.

なお、上述の実施形態では、不活性ガスとしてＮ２ガスを例示したが、不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いることができる。In the above-described embodiment, N 2 gas is exemplified as the inert gas, but as the inert gas, in addition to N 2 gas, for example, a rare gas such as Ar gas, He gas, Ne gas, and Xe gas can be used. Can be used.

また例えば、上述の実施形態では、基板上に形成する膜としてＴｉ元素を用いたＴｉＯ膜を例示したが、低温処理を行う膜であれば、ＴｉＯ膜の他、例えば、Ｔｉ以外の元素として、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）、イットリウム（Ｙ）、ルテニウム（Ｒｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）等の元素を含む酸化膜、窒化膜、炭化膜や、それらの複合膜を形成する場合にも好適に適用可能である。 Further, for example, in the above-described embodiment, a TiO film using a Ti element is exemplified as a film formed on a substrate, but if it is a film to be subjected to low temperature treatment, it may be used as an element other than Ti, for example, in addition to the TiO film. Tantalu (Ta), Tungsten (W), Cobalt (Co), Ittrium (Y), Luthenium (Ru), Aluminum (Al), Hafnium (Hf), Zirconium (Zr), Molybdenum (Mo), Silicon (Si), etc. It is also suitably applicable to form an oxide film, a nitride film, a carbide film containing the above elements, and a composite film thereof.

上述の元素を含む膜を形成する場合、原料ガスとしては、低温で用いられる原料ガスであれば、例えば、ＴＤＭＡＴの他に、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）、五塩化タンタル（ＴａＣｌ５）、ペンタエトキシタンタル（Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５）、六フッ化タングステン（ＷＦ６）、ビス（ターシャリブチルイミノ）ビス（ターシャリブチルアミノ）タングステン（（Ｃ４Ｈ９ＮＨ）２Ｗ（Ｃ４Ｈ９Ｎ）２、）、二塩化コバルト（ＣｏＣｌ２）、ビス（エチルシクロペンタジエニル）コバルト（Ｃ１４Ｈ１８Ｃｏ）、三塩化イットリウム（ＹＣｌ３）、トリス（ブチルシクロペンタジエニル）イットリウム（Ｙ（Ｃ５Ｈ４ＣＨ２（ＣＨ２）２ＣＨ３）３）、三塩化ルテニウム（ＲｕＣｌ３）、ビス（エチルシクロペンタジエニル）ルテニウム（Ｃ１４Ｈ１８Ｒｕ）、三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、テトラキスエチルメチルアミノハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３］４）、四塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ４）、テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ［Ｎ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３］４）、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ［Ｎ（ＣＨ３）２］３等のハロゲン化物、有機化合物を含む原料ガスを用いることも可能である。When forming a film containing the above-mentioned elements, the raw material gas may be, for example, TDMAT, titanium tetrachloride (TiCl 4 ), tantalum pentachloride (TaCl 5 ), or penta, as long as the raw material gas is used at a low temperature. Ethoxytantal (Ta (OC 2 H 5 ) 5 ), Tungsten hexafluoride (WF 6 ), Bis (Tashaributylimino) Bis (Tashaributylamino) Tungsten ((C 4 H 9 NH) 2 W (C 4 ) H 9 N) 2 ,), cobalt dichloride (CoCl 2 ), bis (ethylcyclopentadienyl) cobalt (C 14 H 18 Co), ittrium trichloride (YCl 3 ), tris (butylcyclopentadienyl) ittrium (Y (C 5 H 4 CH 2 (CH 2 ) 2 CH 3 ) 3 ), ruthenium trichloride (RuCl 3 ), bis (ethylcyclopentadienyl) ruthenium (C 14 H 18 Ru), aluminum trichloride (AlCl) 3 ), trimethylaluminum ((CH 3 ) 3 Al), hafnium tetrachloride (HfCl 4 ), tetrakisethylmethylaminohafnium (Hf [N (CH 3 ) CH 2 CH 3 ] 4 ), zirconium tetrachloride (ZrCl 4 ) , Tetraxethylmethylaminozirconium (Zr [N (CH 3 ) CH 2 CH 3 ] 4 ), monosilane (SiH 4 ), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), trisdimethylaminosilane (SiH [N (CH 3 ) 2 ]] It is also possible to use a raw material gas containing a halide such as 3 or the like and an organic compound.

反応ガスとしては、例えば、Ｈ２Ｏガスの他に、オゾン（Ｏ３）、プラズマ励起した酸素（Ｏ２）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、プラズマ励起したＯ２＋Ｈ２の混合ガス、アンモニア（ＮＨ３）、プロピレン（Ｃ３Ｈ６）等を用いることも可能である。Examples of the reaction gas include ozone (O 3 ), plasma-excited oxygen (O 2 ), water vapor (H 2 O), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and nitrous oxide, in addition to H 2 O gas. It is also possible to use (N 2 O), a mixed gas of O 2 + H 2 plasma-excited, ammonia (NH 3 ), propylene (C 3 H 6 ) and the like.

上述の実施形態では、反応管が１重管構造を有する例について説明した。しかしながら、反応管は、内部反応管（インナーチューブ）と、その外側に設けられた外部反応管（アウターチューブ）とで構成される２重管構造を有していてもよい。 In the above embodiment, an example in which the reaction tube has a single tube structure has been described. However, the reaction tube may have a double tube structure composed of an internal reaction tube (inner tube) and an external reaction tube (outer tube) provided on the outside thereof.

これらの各種薄膜の成膜処理に用いられるプロセスレシピ（成膜処理の処理手順や処理条件等が記載されたプログラム）や、これらの各種薄膜を含む堆積物の除去に用いられるクリーニングレシピ（クリーニング処理の処理手順や処理条件等が記載されたプログラム）や、残留ハロゲン元素の除去に用いられるパージレシピ（パージ処理の処理手順や処理条件等が記載されたプログラム）は、成膜処理やクリーニング処理やパージ処理の内容（形成、或いは、除去する薄膜の膜種、組成比、膜質、膜厚等）に応じて、それぞれ個別に用意する（複数用意する）ことが好ましい。そして、各種処理を開始する際、処理内容に応じて、複数のレシピの中から、適正なレシピを適宜選択することが好ましい。具体的には、処理内容に応じて個別に用意された複数のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体（外部記憶装置１２３）を介して、基板処理装置が備える記憶装置１２１ｃ内に予め格納（インストール）しておくことが好ましい。そして、成膜処理やクリーニング処理やパージ処理を開始する際、基板処理装置が備えるＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納された複数のレシピの中から、処理内容に応じて、適正なレシピを適宜選択することが好ましい。このように構成することで、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の薄膜を汎用的に、かつ、再現性よく形成したり除去したりできるようになる。また、オペレータの操作負担（処理手順や処理条件等の入力負担等）を低減でき、操作ミスを回避しつつ、各種処理を迅速に開始できるようになる。 Process recipes used for film formation treatment of these various thin films (programs describing treatment procedures and treatment conditions for film formation treatment) and cleaning recipes used for removing deposits containing these various thin films (cleaning treatment). (Program that describes the treatment procedure and treatment conditions, etc.) and the purge recipe (program that describes the treatment procedure and treatment conditions, etc. of the purge treatment) used for removing residual halogen elements include film formation treatment and cleaning treatment. It is preferable to prepare each individually (multiple preparations) according to the content of the purging treatment (film type, composition ratio, film quality, film thickness, etc. of the thin film to be formed or removed). Then, when starting various treatments, it is preferable to appropriately select an appropriate recipe from a plurality of recipes according to the processing content. Specifically, a plurality of recipes individually prepared according to the processing content are stored in the storage device 121c included in the substrate processing device via a telecommunication line or a recording medium (external storage device 123) on which the recipes are recorded. It is preferable to store (install) in advance. Then, when starting the film forming process, the cleaning process, or the purge process, the CPU 121a included in the substrate processing device appropriately selects an appropriate recipe from the plurality of recipes stored in the storage device 121c according to the processing content. It is preferable to select. With this configuration, it becomes possible to form and remove thin films of various film types, composition ratios, film qualities, and film thicknesses with a single substrate processing device in a versatile and reproducible manner. In addition, the operation load of the operator (input load of processing procedures, processing conditions, etc.) can be reduced, and various processes can be started quickly while avoiding operation mistakes.

上述のプロセスレシピやクリーニングレシピやパージレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置１２２を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更するようにしてもよい。 The above-mentioned process recipe, cleaning recipe, and purge recipe are not limited to newly created cases, and may be prepared, for example, by modifying an existing recipe already installed in the substrate processing apparatus. When changing the recipe, the changed recipe may be installed on the substrate processing apparatus via a telecommunication line or a recording medium on which the recipe is recorded. Further, the input / output device 122 included in the existing board processing device may be operated to directly change the existing recipe already installed in the board processing device.

また、上述の実施形態や変形例等は、適宜組み合わせて用いることができる。また、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。 In addition, the above-described embodiments and modifications can be used in combination as appropriate. Further, the processing conditions at this time can be, for example, the same processing conditions as those in the above-described embodiment.

この出願は、２０１８年３月３０日に出願された日本出願特願２０１８－０６７６９５を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。 This application asserts the benefit of priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2018-066695 filed on March 30, 2018, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

以上述べたように、本開示によれば、処理室の上部と下部とで、配置された基板に形成された膜の面内均一性を向上させるとともに、異物発生率を低減させ、生産性を向上させる技術を提供することが可能となる。 As described above, according to the present disclosure, in the upper part and the lower part of the processing chamber, the in-plane uniformity of the film formed on the arranged substrate is improved, the foreign matter generation rate is reduced, and the productivity is improved. It becomes possible to provide technology to improve.

１０ 基板処理装置１２１ コントローラ２００ ウエハ２０１ 処理室２０２ 処理炉 10 Substrate processing device 121 Controller 200 Wafer 201 Processing chamber 202 Processing furnace

Claims (13)

間隔を空けて配列された複数の基板を収容して処理する処理室と、
天板を備え、前記複数の基板を、間隔を空けて配列するよう支持する基板支持部材と、
前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、前記複数の基板が配列される基板配列領域に対応するように開口する複数の原料ガス供給孔を有し、前記処理室に原料ガスを供給する原料ガスノズルと、
前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、前記複数の基板が配列される基板配列領域に対応するように開口する複数の反応ガス供給孔を有し、前記処理室に反応ガスを供給する反応ガスノズルと、
前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、１つ以上の不活性ガス供給孔を上部および下部の少なくともいずれかにのみ有し、前記処理室に不活性ガスを供給する不活性ガスノズルと、を有し、
前記不活性ガスノズルの上部に開口する不活性ガス供給孔は、前記天板に対応する位置には開口せず、前記天板に対応する位置より低い位置および前記天板に対応する位置より高い位置にそれぞれ１つ以上開口する基板処理装置。 A processing room that accommodates and processes multiple substrates arranged at intervals, and
A substrate support member provided with a top plate and supporting the plurality of substrates so as to be arranged at intervals.
It has a plurality of raw material gas supply holes that are arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrate and open so as to correspond to the substrate arrangement region in which the plurality of substrates are arranged, and the raw material is provided in the processing chamber. The raw material gas nozzle that supplies gas and
It has a plurality of reaction gas supply holes which are arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrate and open so as to correspond to the substrate arrangement region in which the plurality of substrates are arranged, and react to the processing chamber. A reaction gas nozzle that supplies gas and
Arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrate, it has one or more inert gas supply holes only in at least one of the upper part and the lower part, and supplies the inert gas to the processing chamber. With an inert gas nozzle,
The inert gas supply hole that opens at the top of the inert gas nozzle does not open at the position corresponding to the top plate, but is lower than the position corresponding to the top plate and higher than the position corresponding to the top plate. A substrate processing device that opens one or more of each. 前記不活性ガス供給孔は、前記不活性ガスノズルの上部および下部のみに開口する請求項１に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the inert gas supply hole is opened only in the upper portion and the lower portion of the inert gas nozzle. 前記天板に対応する位置より高い位置に開口する不活性ガス供給孔は、前記天板に対応する位置より低い位置に開口する不活性ガス供給孔より、開口面積が広い請求項１に記載の基板処理装置。 The first aspect of claim 1 is that the inert gas supply hole opened at a position higher than the position corresponding to the top plate has a wider opening area than the inert gas supply hole opened at a position lower than the position corresponding to the top plate. Board processing equipment. 前記不活性ガスノズルの下部に開口する不活性ガス供給孔は、前記基板配列領域より下の断熱板領域に対応するように開口する請求項２に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the inert gas supply hole opened at the lower part of the inert gas nozzle is opened so as to correspond to the heat insulating plate region below the substrate arrangement region. 前記不活性ガスノズルの下部には、前記断熱板領域に配列される断熱板の数と同数の前記不活性ガス供給孔が開口する請求項４に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 4, wherein the inert gas supply holes having the same number as the number of heat insulating plates arranged in the heat insulating plate region are opened below the inert gas nozzle. 前記原料ガスを前記原料ガスノズルに供給する原料ガス供給系と、
前記反応ガスを前記反応ガスノズルに供給する反応ガス供給系と、
前記不活性ガスを前記不活性ガスノズルに供給する不活性ガス供給系と、
前記原料ガス供給系、前記反応ガス供給系および前記不活性ガス供給系を制御して、前記処理室に前記原料ガスを供給する処理と、前記処理室に前記不活性ガスを供給して前記原料ガスを除去する処理と、前記処理室に前記反応ガスを供給する処理と、前記処理室に前記不活性ガスを供給して前記反応ガスを除去する処理と、を順に複数回行い、前記複数の基板上に膜を形成するよう構成される制御部と、
を有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板処理装置。 A raw material gas supply system that supplies the raw material gas to the raw material gas nozzle,
A reaction gas supply system that supplies the reaction gas to the reaction gas nozzle,
An inert gas supply system that supplies the inert gas to the inert gas nozzle,
A process of controlling the raw material gas supply system, the reaction gas supply system, and the inert gas supply system to supply the raw material gas to the processing chamber, and supplying the inert gas to the processing chamber to supply the raw material. The treatment of removing the gas, the treatment of supplying the reaction gas to the treatment chamber, and the treatment of supplying the inert gas to the treatment chamber to remove the reaction gas are performed a plurality of times in order, and the plurality of treatments are performed. A control unit configured to form a film on the substrate,
The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 5. 前記制御部は、前記原料ガスを供給する処理では前記原料ガスに加えて前記不活性ガスを供給し、前記反応ガスを供給する処理では前記反応ガスに加えて前記不活性ガスを供給し、前記原料ガスを除去する処理および前記反応ガスを除去する処理では、前記原料ガスを供給する処理および前記反応ガスを供給する処理より、前記不活性ガスの供給流量を多くなるよう前記原料ガス供給系、前記反応ガス供給系および前記不活性ガス供給系を制御する請求項６に記載の基板処理装置。 The control unit supplies the inert gas in addition to the raw material gas in the process of supplying the raw material gas, and supplies the inert gas in addition to the reaction gas in the process of supplying the reaction gas. In the process of removing the raw material gas and the process of removing the reaction gas, the raw material gas supply system has a larger supply flow rate of the inert gas than the process of supplying the raw material gas and the process of supplying the reaction gas. The substrate processing apparatus according to claim 6, which controls the reaction gas supply system and the inert gas supply system. 前記制御部は、前記原料ガスを除去する処理および前記反応ガスを除去する処理における前記不活性ガスノズルに開口する不活性ガス供給孔の１つの孔当たりの不活性ガス供給流量は、前記原料ガスを供給する処理における前記原料ガスノズルに開口する原料ガス供給孔の１つの孔当たりの原料ガス供給流量および前記反応ガスを供給する処理における前記反応ガスノズルに開口する反応ガス供給孔の１つの孔当たりの反応ガス供給流量より、
多くなるよう前記原料ガス供給系、前記反応ガス供給系および前記不活性ガス供給系を制御する請求項７に記載の基板処理装置。 In the process of removing the raw material gas and the process of removing the reaction gas, the control unit determines the raw material gas as the inert gas supply flow rate per one of the inert gas supply holes opened in the inert gas nozzle. The raw material gas supply flow rate per hole of the raw material gas supply hole opened in the raw material gas nozzle in the supply process and the reaction per hole of the reaction gas supply hole opened in the reaction gas nozzle in the reaction gas supply process. From the gas supply flow rate
The substrate processing apparatus according to claim 7, wherein the raw material gas supply system, the reaction gas supply system, and the inert gas supply system are controlled so as to increase the number. 間隔を空けて配列された複数の基板を収容して処理する処理室と、
前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、前記複数の基板が配列される基板配列領域に対応するように開口する複数の原料ガス供給孔を有し、前記処理室に原料ガスを供給する原料ガスノズルと、
前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、前記複数の基板が配列される基板配列領域に対応するように開口する複数の反応ガス供給孔を有し、前記処理室に反応ガスを供給する反応ガスノズルと、
前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、１つ以上の不活性ガス供給孔を上部および下部の少なくともいずれかにのみ有し、前記処理室に不活性ガスを供給する不活性ガスノズルと、を有し、
前記不活性ガスノズルの下部には、前記基板配列領域より下の断熱板領域に配列される断熱板の数と同数の前記不活性ガス供給孔が開口する基板処理装置。 A processing room that accommodates and processes multiple substrates arranged at intervals, and
It has a plurality of raw material gas supply holes that are arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrate and open so as to correspond to the substrate arrangement region in which the plurality of substrates are arranged, and the raw material is provided in the processing chamber. The raw material gas nozzle that supplies gas and
It has a plurality of reaction gas supply holes which are arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrate and open so as to correspond to the substrate arrangement region in which the plurality of substrates are arranged, and react to the processing chamber. A reaction gas nozzle that supplies gas and
Arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrate, it has one or more inert gas supply holes only in at least one of the upper part and the lower part, and supplies the inert gas to the processing chamber. With an inert gas nozzle,
A substrate processing apparatus in which the same number of inert gas supply holes as the number of heat insulating plates arranged in the heat insulating plate region below the substrate arrangement region are opened below the inert gas nozzle. 間隔を空けて配列された複数の基板を収容して処理する処理室と、天板を備え、前記複数の基板を、間隔を空けて配列するよう支持する基板支持部材と、前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、前記複数の基板が配列される基板配列領域に対応するように開口する複数の原料ガス供給孔を有し、前記処理室に原料ガスを供給する原料ガスノズルと、前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、前記複数の基板が配列される基板配列領域に対応するように開口する複数の反応ガス供給孔を有し、前記処理室に反応ガスを供給する反応ガスノズルと、前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、１つ以上の不活性ガス供給孔を上部および下部の少なくともいずれかにのみ有し、前記処理室に不活性ガスを供給する不活性ガスノズルと、を有し、前記不活性ガスノズルの上部に開口する不活性ガス供給孔は、前記天板に対応する位置には開口せず、前記天板に対応する位置より低い位置および前記天板に対応する位置より高い位置にそれぞれ１つ以上開口する基板処理装置の前記処理室に前記複数の基板を収容する工程と、
前記処理室に、前記複数の原料ガス供給孔および前記複数の反応ガス供給孔から、前記原料ガスおよび前記反応ガスをそれぞれ供給する工程と、
前記処理室に、前記不活性ガス供給孔から、前記不活性ガスを供給する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 A processing chamber for accommodating and processing a plurality of substrates arranged at intervals, a substrate support member provided with a top plate and supporting the plurality of substrates so as to be arranged at intervals, and an arrangement direction of the substrates. A raw material that is arranged so as to extend along the It has a gas nozzle and a plurality of reaction gas supply holes which are arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrate and open so as to correspond to the substrate arrangement region in which the plurality of substrates are arranged, and the treatment thereof. It has a reaction gas nozzle that supplies the reaction gas to the chamber and is arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrate, and has one or more inert gas supply holes only in at least one of the upper part and the lower part . The inert gas supply hole having an inert gas nozzle for supplying the inert gas to the processing chamber and opening at the upper part of the inert gas nozzle does not open at a position corresponding to the top plate, and the said A step of accommodating the plurality of substrates in the processing chamber of the substrate processing apparatus having one or more openings at a position lower than the position corresponding to the top plate and a position higher than the position corresponding to the top plate.
A step of supplying the raw material gas and the reaction gas to the processing chamber from the plurality of raw material gas supply holes and the plurality of reaction gas supply holes, respectively.
The step of supplying the inert gas to the treatment chamber from the inert gas supply hole, and
A method for manufacturing a semiconductor device having. 間隔を空けて配列された複数の基板を収容して処理する処理室と、前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、前記複数の基板が配列される基板配列領域に対応するように開口する複数の原料ガス供給孔を有し、前記処理室に原料ガスを供給する原料ガスノズルと、前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、前記複数の基板が配列される基板配列領域に対応するように開口する複数の反応ガス供給孔を有し、前記処理室に反応ガスを供給する反応ガスノズルと、前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、１つ以上の不活性ガス供給孔を上部および下部の少なくともいずれかにのみ有し、前記処理室に不活性ガスを供給する不活性ガスノズルと、を有し、前記不活性ガスノズルの下部には、前記基板配列領域より下の断熱板領域に配列される断熱板の数と同数の前記不活性ガス供給孔が開口する基板処理装置の前記処理室に前記複数の基板を収容する工程と、
前記処理室に、前記複数の原料ガス供給孔および前記複数の反応ガス供給孔から、前記原料ガスおよび前記反応ガスをそれぞれ供給する工程と、
前記処理室に、前記不活性ガス供給孔から、前記不活性ガスを供給する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 Corresponds to a processing chamber that accommodates and processes a plurality of substrates arranged at intervals, and a substrate arrangement region that is arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrates and in which the plurality of substrates are arranged. A raw material gas nozzle that has a plurality of raw material gas supply holes that open so as to supply the raw material gas to the processing chamber, and the plurality of substrates are arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrates. It has a plurality of reaction gas supply holes that open so as to correspond to the substrate arrangement region to be arranged, and has a reaction gas nozzle that supplies the reaction gas to the processing chamber and is arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrate. The inert gas nozzle, which is provided and has one or more inert gas supply holes only in at least one of the upper part and the lower part, and has an inert gas nozzle for supplying the inert gas to the processing chamber. In the lower part, the plurality of substrates are housed in the processing chamber of the substrate processing apparatus having the same number of inert gas supply holes as the number of heat insulating plates arranged in the heat insulating plate region below the substrate arrangement region. Process and
A step of supplying the raw material gas and the reaction gas to the processing chamber from the plurality of raw material gas supply holes and the plurality of reaction gas supply holes, respectively.
The step of supplying the inert gas to the treatment chamber from the inert gas supply hole, and
A method for manufacturing a semiconductor device having. 間隔を空けて配列された複数の基板を収容して処理する処理室と、天板を備え、前記複数の基板を、間隔を空けて配列するよう支持する基板支持部材と、前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、前記複数の基板が配列される基板配列領域に対応するように開口する複数の原料ガス供給孔を有し、前記処理室に原料ガスを供給する原料ガスノズルと、前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、前記複数の基板が配列される基板配列領域に対応するように開口する複数の反応ガス供給孔を有し、前記処理室に反応ガスを供給する反応ガスノズルと、前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、１つ以上の不活性ガス供給孔を上部および下部の少なくともいずれかにのみ有し、前記処理室に不活性ガスを供給する不活性ガスノズルと、を有し、前記不活性ガスノズルの上部に開口する不活性ガス供給孔は、前記天板に対応する位置には開口せず、前記天板に対応する位置より低い位置および前記天板に対応する位置より高い位置にそれぞれ１つ以上開口する基板処理装置の前記処理室に前記複数の基板を収容する工程と、
前記処理室に、前記複数の原料ガス供給孔および前記複数の反応ガス供給孔から、前記原料ガスおよび前記反応ガスをそれぞれ供給する手順と、
前記処理室に、前記不活性ガス供給孔から、前記不活性ガスを供給する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。 A processing chamber for accommodating and processing a plurality of substrates arranged at intervals, a substrate support member provided with a top plate and supporting the plurality of substrates so as to be arranged at intervals, and an arrangement direction of the substrates. A raw material that is arranged so as to extend along the It has a gas nozzle and a plurality of reaction gas supply holes which are arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrate and open so as to correspond to the substrate arrangement region in which the plurality of substrates are arranged, and the treatment thereof. It has a reaction gas nozzle that supplies the reaction gas to the chamber and is arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrate, and has one or more inert gas supply holes only in at least one of the upper part and the lower part . The inert gas supply hole having an inert gas nozzle for supplying the inert gas to the processing chamber and opening at the upper part of the inert gas nozzle does not open at a position corresponding to the top plate, and the said A step of accommodating the plurality of substrates in the processing chamber of the substrate processing apparatus having one or more openings at a position lower than the position corresponding to the top plate and a position higher than the position corresponding to the top plate.
A procedure for supplying the raw material gas and the reaction gas to the processing chamber from the plurality of raw material gas supply holes and the plurality of reaction gas supply holes, respectively.
The procedure for supplying the inert gas to the treatment chamber from the inert gas supply hole and
A program that causes the board processing apparatus to execute the above. 間隔を空けて配列された複数の基板を収容して処理する処理室と、前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、前記複数の基板が配列される基板配列領域に対応するように開口する複数の原料ガス供給孔を有し、前記処理室に原料ガスを供給する原料ガスノズルと、前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、前記複数の基板が配列される基板配列領域に対応するように開口する複数の反応ガス供給孔を有し、前記処理室に反応ガスを供給する反応ガスノズルと、前記基板の配列方向に沿って延在するように配設され、１つ以上の不活性ガス供給孔を上部および下部の少なくともいずれかにのみ有し、前記処理室に不活性ガスを供給する不活性ガスノズルと、を有し、前記不活性ガスノズルの下部には、前記基板配列領域より下の断熱板領域に配列される断熱板の数と同数の前記不活性ガス供給孔が開口する基板処理装置の前記処理室に前記複数の基板を収容する手順と、
前記処理室に、前記複数の原料ガス供給孔および前記複数の反応ガス供給孔から、前記原料ガスおよび前記反応ガスをそれぞれ供給する手順と、
前記処理室に、前記不活性ガス供給孔から、前記不活性ガスを供給する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。 Corresponds to a processing chamber that accommodates and processes a plurality of substrates arranged at intervals, and a substrate arrangement region that is arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrates and in which the plurality of substrates are arranged. A raw material gas nozzle that has a plurality of raw material gas supply holes that open so as to supply the raw material gas to the processing chamber, and the plurality of substrates are arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrates. It has a plurality of reaction gas supply holes that open so as to correspond to the substrate arrangement region to be arranged, and has a reaction gas nozzle that supplies the reaction gas to the processing chamber and is arranged so as to extend along the arrangement direction of the substrate. The inert gas nozzle, which is provided and has one or more inert gas supply holes only in at least one of the upper part and the lower part, and has an inert gas nozzle for supplying the inert gas to the processing chamber. In the lower part, the plurality of substrates are housed in the processing chamber of the substrate processing apparatus having the same number of inert gas supply holes as the number of heat insulating plates arranged in the heat insulating plate region below the substrate arrangement region. Procedure and
A procedure for supplying the raw material gas and the reaction gas to the processing chamber from the plurality of raw material gas supply holes and the plurality of reaction gas supply holes, respectively.
The procedure for supplying the inert gas to the treatment chamber from the inert gas supply hole and
A program that causes the board processing apparatus to execute the above.
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